秸秆循环利用途径初探

姚玉华

摘要：受我国传统耕作模式影响，焚烧秸秆现象普遍存在且屡禁不止，其关键在于缺乏合适而经济的利用途径。介绍作物秸秆焚烧的诸多危害，提出通过秸秆还田、饲用养畜、生物转化、能源转化等方式，为农作物秸秆的循环开发利用提供参考。

关键词：秸秆；利用；秸秆还田；生物转化；能源转化

中图分类号：F062.2 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）06-0075-02

随着我国经济的不断发展，能源短缺问题日益突出。为了解决能源危机、减轻环境污染、保护生态环境，开发利用农作物秸秆尤为重要。为此，农业部、财政部、环保厅、铁道部、交通部、民航总局等部门联合起草了《秸秆禁烧和综合利用管理办法》，农业部还投入秸秆综合利用专项资金，推动秸秆的综合开发利用。如何提高秸秆综合利用率，是各级农业及农机部门的重要任务，也是关乎农村节能减排和农业增效、农民增收的大事。

1 秸秆焚烧的危害

受传统耕作模式的影响，我国焚烧秸秆的现象十分普遍，其危害也日渐严重。1） 污染空气，危害人体健康。焚烧秸秆会使大气中的二氧化碳、二氧化硫、可吸入颗粒物三项污染物指标明显提高，对人的眼睛、鼻子和咽喉刺激较大，直接危害人体健康，也是导致雾霾产生的重要因素。2） 引发火灾，威胁群众生命财产安全。每年春耕前，焚烧秸秆现象十分严重，极易引发山林火灾，造成重大生命财产损失，而且屡禁不止。据统计，我国每年因焚烧秸秆引发山林火灾造成的经济损失高达上亿元。3） 引发交通事故，影响道路交通和航空安全。焚烧秸秆产生的滚滚浓烟直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营，特别是焚烧秸秆产生的浓烟会导致能见度下降，对民航安全带来严重影响。一旦引发事故，所造成的生命财产损失不可估量，所造成的社会影响极为严重。4） 破坏土壤结构，造成农田质量下降。焚烧秸秆导致地面温度急剧高升，能直接烧死土壤中的有益微生物，使土壤自然肥力和保水性能大大下降，水分损失严重，且板结不耐旱。

2 秸秆循环利用的途径

2.1 秸秆还田

农作物秸秆还田是保护性耕作技术的重要内容，主要以机械粉碎、破茬、深耕、耙压等机械化作业为主，将农作物秸秆粉碎后直接还到土壤中去。其技术内容包括：秸秆切碎沤肥还田技术、就地粉碎还田技术、秸秆粉碎灭茬还田技术、水田秸草还田技术、秸秆覆盖免耕播种联合作业技术、秸秆整株还田技术。秸秆还田的好处主要体现在：一是增加土壤有机质。秸秆中含有的氮、磷、钾、镁、钙、硫等是农作物生长必需的主要营养元素，粉碎还田后有助于培肥地力。二是改善土壤环境，改造中低产田。秸秆中含有大量的能源物质，将其粉碎还田后会使微生物激增，土壤生物活性强度提高，接触酶活性增加47%，微生物繁殖力增强，生物固氮增加，碱性降低，达到土壤酸碱平衡、养分结构合理的效果。三是形成有机质覆盖，抗旱保墒。秸秆还田所形成的地面覆盖，具有抑制土壤水分蒸发、储存降水、提高地温等优点，有利于作物产量的提高。四是降低病虫害发病率。根茬粉碎疏松和搅动表土，会改变土壤理化性能，破坏玉米螟虫及其他地下害虫的寄生环境，进而大大降低病虫害。五是省工增产，争抢农时。机械化秸秆还田作业成本仅为人工作业成本的1/4，但工效却比人工高出多倍，有利于争抢农时和增产增收。六是防治环境污染，优化环境。秸秆还田避免了长期以来农民大量焚烧秸秆而造成的环境污染，有利于生态改善和环保农业发展。

2.2 饲用养畜

以秸秆作为饲料，是解决秸秆焚烧问题的最直接途径。秸秆养畜既响应了国家封山禁牧、改善生态环境的号召，又推动了畜牧养殖业发展；既减少粮食消耗，又促进农民增收，有利于种植业与养殖业的和谐可持续发展。秸秆用作饲料的途径主要有：一是用作青贮饲料。将秸秆粉碎后装入青贮池，压实密封发酵后用作牛、羊等喂养饲料。二是用作黄贮饲料。将秸秆切碎至2～4 cm，装入缸中，加适量温水密封2 d即可。经黄贮后能达到酸、甜、疏、软的效果，这样牲畜较为爱吃，其利用率可达80%～90%。三是用作氨化饲料。秸秆经氨化处理后，粗蛋白含量会明显增加，木质纤维素部分被分解，进而改变了粗纤维结构，改善了牲畜食用适口性，增加了牲畜采食量，降低了精饲料消耗。氨化法主要有堆垛氨化法和氨化炉法，工艺简单，成本低。四是用作糖化饲料。把干秸秆切碎成2～4 cm，将酵母用水化开、加水搅匀并与秸秆搅拌后，将秸秆堆成方形堆或装缸，密封1～3 d即可。糖化后的秸秆蛋白质含量达40%，糖含量达30%，提高了牲畜的适口性。五是用作碱化饲料。碱化处理是使不易消化的木质素变成羟基本质素，使饲料营养价值提高50%～100%，主要包括氢氧化钠处理、液氨处理、尿素处理和石灰处理等。六是用作干饲料。将秸秆高压高温压缩成颗粒状和块状干饲料，这样便于运输，而且长期保存不易变质。

2.3 秸秆生物转化

2.3.1 利用秸秆生产有机肥

1） 利用腐熟剂堆制有机肥。这种方法的最大特点是采用生物化学技术加速秸秆腐烂，即在堆沤时加入快速腐熟剂，以提高堆肥温度和分解速度，缩短堆肥周期，这样即使在冬天也能使用，解决了传统堆沤技术受环境影响大、产出量少的缺点。

2） 工厂化生产。建立秸秆有机肥生产厂，这也是有机肥堆沤技术在企业化生产中的具体应用。其特点是用高新技术进行菌种培养和生产，用现代化设备控制温度、湿度、数量、质量和时间，经机械翻抛、高温堆腐、生物发酵等过程，将秸秆和其余废弃物转移成优质有机肥，具有自动化程度高、腐熟周期短、产量高、无环境污染、肥效高且易控制等优点。

2.3.2 利用秸秆燃气，改善农村生态环境 生物质燃气俗称秸秆燃气，是以农作物秸秆等自然界生长的有机农业或林业废弃物为原料，通过技术装置快速连续地将原材料中的碳水化合物裂解并重新组合而制成的炔类可燃气体，也是一种新型民用燃料。该技术具有原材料价格低廉、就地取材、可以再生、便于工业化制气等优点，已被国家列为农村能源建设和环保工程的重点推广项目，在我国农村一些地区得到了迅速发展和广泛应用，特别是在北方，“二人烧火，全村做饭取暖”，不仅推动了烧柴革命，保护了森林资源，而且大大改善了人民群众的生活。例如，辽宁承天新能源开发有限责任公司建设了100个覆盖丹东各县市区及其周边地区部分乡（镇）村的生物质和可燃垃圾气化站及其附属工程，使 5万农户及一些居民住宅楼实现了生活燃料的燃气化。

2.4 秸秆能源转化

2.4.1 制定秸秆固化燃料 秸秆燃料是生物质固化成型燃料的一种，是指以农作物秸秆、稻壳、树枝等为原料，经粉碎加压增密成型的高挥发性固体燃料，其密度为0.8～1.4g/m3，热值在13.38～18.81 kJ之间，灰分为5%左右，燃烧率达95%以上，含硫量在5‰以下，且燃尽的灰粉可作为优质钾肥直接还田，改良土壤。秸秆燃料具有以下特点：一是环保节能。以玉米秸秆、小麦秸秆、稻草等废弃物为原料。二是燃烧时间长。秸秆经粉碎加工压密成型后密度加大、体积缩小，秸秆燃烧时间比相同重量的秸秆延长了10～15倍。三是热值高。秸秆燃料是在高温挤压下不完全碳化过程中成型的，成型产品的热值比原秸秆提高2.09～4.18 kJ。四是体积缩小，这样更便于燃烧、储存和运输。五是应用范围广。可代替木材、液化气等，是新型、环保、清洁、可再生能源。

2.4.2 利用秸秆发电，节约能源 建设大型秸秆发电厂，是解决秸秆焚烧难题的有效途径。无论是将秸秆粉碎进行喷粉发电，还是将秸秆压块燃烧发电，或是与煤渣混烧发电，技术上都相对成熟。例如，辽宁锦州等地建设的中等规模秸秆发电厂，不仅消化了当地的农作物秸秆，还带来可观的经济效益。在建设秸秆发电厂时，还可以配套建设大型秸秆固化装置，把秸秆切割粉碎后经高压制成比重为200 kg/m3左右的方块，便于保存和运输。

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